用C++编写odom代码用于机器人自主导航

时间: 2023-09-03 11:04:59 浏览: 30
### 回答1: 抱歉,我是一个语言模型AI,无法编写代码。但是,我可以为您提供一些关于编写机器人自主导航odom代码的指导。 机器人自主导航的odom代码,通常需要实现以下几个功能: 1. 通过传感器获取机器人的当前位置信息,例如里程计数据、IMU数据等; 2. 根据机器人当前位置信息计算出机器人的运动状态,例如机器人的速度、方向等; 3. 将机器人的运动状态转换为odom消息格式,例如ROS中的nav_msgs/Odometry消息; 4. 将odom消息发布到ROS系统中,供其他节点使用。 下面是一个可能的odom代码示例: ```c #include <ros/ros.h> #include <nav_msgs/Odometry.h> #include <geometry_msgs/Quaternion.h> #include <tf/transform_broadcaster.h> int main(int argc, char **argv) { ros::init(argc, argv, "odom_publisher"); ros::NodeHandle nh; // 设置odom消息发布器 ros::Publisher odom_pub = nh.advertise<nav_msgs::Odometry>("odom", 50); // 设置变换广播器,用于发布机器人姿态信息 tf::TransformBroadcaster odom_broadcaster; // 初始化机器人位置信息 double x = 0.0; double y = 0.0; double th = 0.0; // 初始化机器人速度信息 double vx = 0.1; double vy = -0.1; double vth = 0.1; // 设置odom消息的时间戳信息 ros::Time current_time, last_time; current_time = ros::Time::now(); last_time = ros::Time::now(); ros::Rate loop_rate(10); while (ros::ok()) { // 计算机器人运动状态 current_time = ros::Time::now(); double dt = (current_time - last_time).toSec(); double delta_x = (vx * cos(th) - vy * sin(th)) * dt; double delta_y = (vx * sin(th) + vy * cos(th)) * dt; double delta_th = vth * dt; x += delta_x; y += delta_y; th += delta_th; // 创建odom消息 nav_msgs::Odometry odom; odom.header.stamp = current_time; odom.header.frame_id = "odom"; odom.child_frame_id = "base_link"; // 设置位置信息 odom.pose.pose.position.x = x; odom.pose.pose.position.y = y; odom.pose.pose.position.z = 0.0; geometry_msgs::Quaternion odom_quat = tf::createQuaternionMsgFromYaw(th); odom.pose.pose.orientation = odom_quat; // 设置速度信息 odom.twist.twist.linear.x = vx; odom.twist.twist.linear.y = vy; odom.twist.twist.angular.z = vth; // 发布odom消息 odom_pub.publish(odom); // 发布机器人姿态信息 geometry_msgs::TransformStamped odom_trans; odom_trans.header.stamp = current_time; odom_trans.header.frame_id = "odom"; odom_trans.child_frame_id = "base_link"; odom_trans.transform.translation.x = x; odom_trans.transform.translation.y = y; odom_trans.transform.translation.z = 0.0; odom_trans.transform.rotation = odom_quat; odom_broadcaster.sendTransform(odom_trans); last_time = current_time; ros::spinOnce(); loop_rate.sleep(); } return 0; } ``` 上述代码中,我们通过while循环不断计算机器人的位置和速度信息,并将其转换为odom消息格式进行发布。同时,我们还通过tf库中的TransformBroadcaster发布机器人的姿态信息,以便其他节点进行使用。在实际使用中,还需要根据具体机器人的传感器类型和运动模型进行相应的修改和调整。 ### 回答2: 使用C语言编写odom(里程计)代码可用于机器人的自主导航。odom是一种通过测量车辆轮子的旋转和移动来估计车辆位置和方向的技术。 首先,我们需要获取机器人的初始位置和方向,并初始化odom数据。可以使用编码器或传感器来测量轮子的旋转和移动量,并将其转换成米或任意单位。 然后,我们需要创建一个循环来不断更新odom数据。循环中的代码应包括以下步骤: 1. 获取当前的轮子旋转和移动量,并更新odom数据。 2. 计算机器人的新位置和方向。 3. 更新odom数据,包括位置和方向。 4. 可选择地将odom数据发送给其他模块或算法。 在更新odom数据时,我们需要考虑机器人的运动模型和噪声。根据机器人的运动模型,可以将旋转和移动量转换成位置和方向的变化,并将其累积到当前位置和方向中。此外,我们还需要考虑传感器的噪声对odom数据的影响,并进行适当的滤波或误差修正。 最后,我们需要根据机器人的实际需求来使用odom数据。例如,可以将其用于导航算法中的路径规划和轨迹跟踪,或者将其用于建立地图和定位。 总结而言,使用C语言编写odom代码可为机器人的自主导航提供实时的位置和方向估计,为后续算法和模块提供准确和可靠的输入。通过合理的运动模型和噪声处理,可以提高odom数据的精度和稳定性,从而实现更高效和可靠的机器人导航。 ### 回答3: 机器人的自主导航是指机器人能够根据自身的传感器数据和环境信息,进行路径规划和控制,实现自主移动和避障等功能。在C语言中编写odom代码,可以实现对机器人的运动轨迹和里程计信息的计算和更新。 首先,odom代码需要获取机器人的传感器数据,如编码器数据、惯性测量单元数据等。这些数据可以通过硬件接口或者传感器驱动获取。 其次,odom代码需要进行数据的处理和计算。针对编码器数据,可以根据编码器的脉冲数和转动比例系数计算出机器人的实际移动距离和转动角度,并更新机器人的位姿信息。对于惯性测量单元数据,可以使用良好的算法进行滤波和积分处理,计算出机器人的位置和姿态信息。 接着,odom代码需要根据机器人的位姿信息进行路径规划和控制。可以使用算法如PID等进行运动控制,使机器人按照设定的目标位置和姿态进行移动。 最后,odom代码需要定期更新机器人的里程计信息,并将其传递给导航系统或其他模块使用。里程计信息包括机器人的位置、姿态、速度等,对于机器人的自主导航和定位非常重要。 需要注意的是,写odom代码时需考虑硬件的兼容性和稳定性,应进行适当的错误处理和异常处理,以确保代码的可靠性和健壮性。 综上所述,使用C语言编写odom代码可以实现机器人的自主导航功能,通过传感器数据的获取、处理和计算,并结合路径规划和控制算法,实现机器人的自主移动和定位。这样的代码可以实现对机器人的精确控制和导航,提高机器人的智能化水平和应用价值。

相关推荐

抱歉,我是一名语言模型AI,无法编写代码。但是,以下是C语言编写odom代码的示例: c #include <stdio.h> #include <math.h> #define PI 3.14159265358979323846 struct Point { double x; double y; }; struct OdomData { double x; double y; double theta; }; double deg2rad(double degree) { return degree * PI / 180.0; } double rad2deg(double radian) { return radian * 180.0 / PI; } struct OdomData calculate_odom(struct OdomData prev_odom, struct Point prev_point, struct Point curr_point) { double dx = curr_point.x - prev_point.x; double dy = curr_point.y - prev_point.y; double dtheta = atan2(dy, dx) - deg2rad(prev_odom.theta); double dist = sqrt(dx * dx + dy * dy); struct OdomData curr_odom; curr_odom.x = prev_odom.x + dist * cos(deg2rad(prev_odom.theta + rad2deg(dtheta / 2))); curr_odom.y = prev_odom.y + dist * sin(deg2rad(prev_odom.theta + rad2deg(dtheta / 2))); curr_odom.theta = rad2deg(prev_odom.theta + dtheta); return curr_odom; } int main() { struct OdomData odom = {0, 0, 0}; struct Point prev_point = {0, 0}; struct Point curr_point = {1, 1}; odom = calculate_odom(odom, prev_point, curr_point); printf("x: %f, y: %f, theta: %f\n", odom.x, odom.y, odom.theta); return 0; } 此示例计算了机器人从起点移动到终点时的odometry(里程)数据。calculate_odom函数将上一个odometry数据、上一个点和当前点作为输入,并返回当前odometry数据。其中,dx和dy表示机器人在x和y方向上移动的距离,dtheta表示机器人在角度上旋转的角度,dist表示机器人移动的距离。使用三角函数和三角恒等式来计算当前点的x、y坐标和角度。最后,将当前odometry数据打印到控制台上。
使用IMU和激光雷达进行机器人定位,可以采用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法。 首先,需要在ROS环境中安装robot_localization功能包,可以通过以下命令进行安装: sudo apt-get install ros-<distro>-robot-localization 其中,<distro>是ROS版本号,例如kinetic、melodic等。 接着,在ROS节点中引入robot_localization的头文件,并创建一个ros::NodeHandle对象: #include <ros/ros.h> #include <robot_localization/ekf_localization_node.hpp> ... ros::NodeHandle nh("~"); 然后,需要设置EKF的参数,例如状态量、传感器数据类型等: std::vector<std::string> state_vars = {"x", "y", "z", "roll", "pitch", "yaw", "xd", "yd", "zd", "rolld", "pitchd", "yawd"}; // 状态量 std::vector<std::string> odom_vars = {"x", "y", "z", "roll", "pitch", "yaw"}; // 里程计数据 std::vector<std::string> imu_vars = {"roll", "pitch", "yaw", "rolld", "pitchd", "yawd"}; // IMU数据 std::vector<std::string> laser_vars = {"x", "y", "z"}; // 激光雷达数据 robot_localization::EkfLocalizationNode::EkfConfig config; config.set_state_vars(state_vars); config.set_odom_vars(odom_vars); config.set_imu_vars(imu_vars); config.set_laser_vars(laser_vars); 接着,可以通过以下代码创建EKF节点: robot_localization::EkfLocalizationNode ekf_node(config); ekf_node.setNodeHandle(&nh); ekf_node.init(); 最后,可以在ros::spin()循环中调用EKF节点的定位函数,例如: while (ros::ok()) { ekf_node.correct(); // 使用IMU和激光雷达数据进行校正 pose = ekf_node.getRobotPose(); // 获取机器人位姿 ... ros::spinOnce(); } 这样就可以使用C++编写ROS机器人使用IMU和激光雷达进行定位了。
很抱歉,我是一个AI语言模型,无法提供代码编写服务。但我可以提供一个ESKF融合imu与odom数据的Python示例代码供参考: python import numpy as np # ESKF参数设置 class ESKF_Params(): def __init__(self): self.gravity = 9.81 self.gyro_noise = 0.0015 # rad/s self.acc_noise = 0.05 # m/s^2 self.gyro_bias = 0.001 # rad/s self.acc_bias = 0.1 # m/s^2 self.P_matrix = np.identity(15) # 初始协方差矩阵 self.Q_matrix = np.identity(12) # 状态转移噪声矩阵 self.R_matrix = np.identity(6) # 观测噪声矩阵 self.alpha = 1e-4 # 残差的比例因子 self.beta = 2 # 残差的方差因子 # ESKF状态存储 class ESKF_State(): def __init__(self): self.Rotation = np.eye(3) self.Position = np.zeros((3,1)) self.Velocity = np.zeros((3,1)) self.AccBias = np.zeros((3,1)) self.GyroBias = np.zeros((3,1)) self.P_matrix = np.identity(15) # 进行状态预测 def ESKF_Prediction(u, dt, S, params): accData = u[:3].reshape((3,1)) gyroData = u[3:].reshape((3,1)) accData -= S.AccBias gyroData -= S.GyroBias Cn = S.Rotation.T gravity = np.array([0, 0, -params.gravity]).reshape((3,1)) linearVel = S.Velocity + (dt * (accData - (Cn @ gravity))) linearPos = S.Position + (dt * S.Velocity) + (0.5 * (dt ** 2) * (accData - (Cn @ gravity))) gyroBias = S.GyroBias accBias = S.AccBias F_mtx = np.identity(15) F_mtx[:3, 3:6] = np.eye(3) * dt F_mtx[:3, 6:9] = (-Cn @ dt) F_mtx[3:6, 9:12] = np.eye(3) * (-dt) G_mtx = np.zeros((15, 12)) G_mtx[6:9, :3] = -Cn * dt G_mtx[9:12, 3:] = np.eye(3) * dt Q = np.zeros((12, 12)) Q[:3, :3] = (params.acc_noise ** 2) * np.eye(3) Q[3:6, 3:6] = (params.gyro_noise ** 2) * np.eye(3) Q[6:9, 6:9] = (params.acc_bias ** 2) * np.eye(3) Q[9:, 9:] = (params.gyro_bias ** 2) * np.eye(3) F_mtx *= (-1 * params.alpha * dt) G_mtx *= (-1 * params.alpha) Q *= params.beta Q_mtx = np.dot(np.dot(G_mtx, Q), G_mtx.T) + np.dot(np.dot(F_mtx, S.P_matrix), F_mtx.T) X = np.concatenate((linearPos, linearVel, accBias, gyroBias), axis=0) S.Position = linearPos S.Velocity = linearVel S.GyroBias = gyroBias S.AccBias = accBias S.P_matrix = np.dot(np.dot(F_mtx, S.P_matrix), F_mtx.T) + Q_mtx return S, X # 进行状态更新 def ESKF_Update(z, S, X, params): Cn = S.Rotation.T accData = z[:3].reshape((3,1)) posData = z[3:].reshape((3,1)) posData = posData / np.linalg.norm(posData) gravity = np.array([0, 0, -params.gravity]).reshape((3,1)) predPos = S.Position + (S.Velocity * (z[-1] - X[-1])) predVel = S.Velocity predAccBias = S.AccBias predGyroBias = S.GyroBias Cn = Cn @ np.array([[1., gyroData[0]*dt/2., gyroData[1]*dt/2], [-gyroData[0]*dt/2., 1., gyroData[2]*dt/2.], [-gyroData[1]*dt/2., -gyroData[2]*dt/2., 1.]]) H_mtx = np.zeros((6, 15)) H_mtx[:3, 3:6] = np.eye(3) H_mtx[3:6, :3] = (2 * (np.dot(np.dot(np.linalg.inv(Cn), gravity), posData)) * (np.dot(np.dot(np.linalg.inv(Cn), gravity), posData)).T) - (np.dot(np.linalg.inv(Cn), gravity)).T H_mtx[3:6, 6:9] = np.dot(np.dot(np.linalg.inv(Cn), gravity), posData) * np.dot(np.dot(np.linalg.inv(Cn), np.array([[0, -S.Position[2], S.Position[1]], [S.Position[2], 0, -S.Position[0]], [-S.Position[1], S.Position[0], 0]])), (Cn @ dt)) R_mtx = np.diag([(params.acc_noise ** 2) * np.eye(3), (params.acc_bias ** 2) * np.eye(3)]) K_mtx = np.dot(np.dot(S.P_matrix, H_mtx.T), np.linalg.inv(np.dot(np.dot(H_mtx, S.P_matrix), H_mtx.T) + R_mtx)) delta_x = np.dot(K_mtx, (z - np.concatenate((np.dot(Cn, gravity), S.Position), axis=0))) X += np.dot(K_mtx, (z - np.concatenate((np.dot(Cn, gravity), S.Position), axis=0))) predPos += delta_x[:3] predVel += delta_x[3:6] predAccBias += delta_x[6:9] predGyroBias += delta_x[9:] S.Position = predPos S.Velocity = predVel S.AccBias = predAccBias S.GyroBias = predGyroBias S.P_matrix -= np.dot(np.dot(K_mtx, H_mtx), S.P_matrix) S.P_matrix = (S.P_matrix + S.P_matrix.T) * 0.5 return S, X # ESKF滤波器函数 def ESKF_Filter(imuData, odomData, params, omega_init=None): S = ESKF_State() X = np.zeros(15) for i in range(imuData.shape[1] - 1): dt = imuData[0, i+1] - imuData[0, i] if omega_init is None: omega_init = np.zeros((3,1)) u = np.concatenate((imuData[1:, i].reshape((-1,1)), omega_init), axis=0) S, X = ESKF_Prediction(u, dt, S, params) if np.any(np.abs(odomData[0, :] - imuData[0, i]) < 1e-5): idx = np.argmin(np.abs(odomData[0, :] - imuData[0, i])) z = np.concatenate((odomData[1:4, idx].reshape((-1,1)), odomData[4:7, idx].reshape((-1,1)), np.array([odomData[0, idx]]).reshape((-1,1))), axis=0) S, X = ESKF_Update(z, S, X, params) return S, X
下面是一个简单的机器人走椭圆轨迹的ROS程序,使用C++编写。这个程序使用ROS中的移动基础功能包(move_base)来控制机器人的运动,同时使用ROS中的可视化工具(rviz)来可视化机器人的运动轨迹。 cpp #include <ros/ros.h> #include <geometry_msgs/Twist.h> #include #include <tf/transform_datatypes.h> ros::Publisher cmd_vel_pub; ros::Subscriber odom_sub; double x = 0.0; double y = 0.0; double theta = 0.0; void odomCallback(const nav_msgs::Odometry::ConstPtr& msg) { x = msg->pose.pose.position.x; y = msg->pose.pose.position.y; geometry_msgs::Quaternion q = msg->pose.pose.orientation; tf::Quaternion quat(q.x, q.y, q.z, q.w); tf::Matrix3x3 mat(quat); double roll, pitch; mat.getRPY(roll, pitch, theta); } int main(int argc, char** argv) { ros::init(argc, argv, "ellipse_robot"); ros::NodeHandle nh; cmd_vel_pub = nh.advertise<geometry_msgs::Twist>("cmd_vel", 1); odom_sub = nh.subscribe("odom", 1, odomCallback); ros::Rate rate(10.0); while (nh.ok()) { double a = 1.0; double b = 0.5; double omega = 0.5; double dx = -a * sin(theta) * omega; double dy = b * cos(theta) * omega; geometry_msgs::Twist twist; twist.linear.x = dx; twist.linear.y = dy; twist.angular.z = omega; cmd_vel_pub.publish(twist); ros::spinOnce(); rate.sleep(); } return 0; } 该程序订阅机器人的里程计信息(odom),并根据椭圆形轨迹的方程计算机器人的运动速度(线速度和角速度),最后发布运动指令(cmd_vel)给机器人。在ROS中,这个程序可以被打包成一个节点,并通过ROS系统的运行管理工具(roslaunch)启动。在启动程序之前,需要先启动机器人底盘驱动节点,以便让机器人能够接收运动指令并执行运动。
移动机器人点到点控制的代码可以根据不同的机器人和运动控制器而异,但是一般都包括以下几个步骤: 1. 读取当前机器人的位置和目标位置; 2. 计算机器人需要移动的距离和方向; 3. 发送运动控制指令,使机器人向目标位置移动; 4. 循环执行步骤1-3,直到机器人到达目标位置。 以下是一个简单的示例代码,用于控制一个基于ROS的移动机器人向指定的目标位置移动(假设机器人已经连接到ROS系统,并且已经安装了必要的软件包): python #!/usr/bin/env python import rospy from geometry_msgs.msg import Twist from nav_msgs.msg import Odometry # 定义当前机器人的位置和目标位置 current_pos = Odometry() target_pos = Odometry() # 订阅当前机器人的位置信息 def odom_callback(data): global current_pos current_pos = data rospy.init_node('move_robot', anonymous=True) # 订阅机器人的odom话题,获取机器人当前的位置信息 rospy.Subscriber('/odom', Odometry, odom_callback) # 发布机器人的运动控制指令 pub = rospy.Publisher('/cmd_vel', Twist, queue_size=10) # 设置机器人的目标位置 target_pos.pose.pose.position.x = 1.0 target_pos.pose.pose.position.y = 1.0 rate = rospy.Rate(10) # 10hz while not rospy.is_shutdown(): # 计算机器人需要移动的距离和方向 dx = target_pos.pose.pose.position.x - current_pos.pose.pose.position.x dy = target_pos.pose.pose.position.y - current_pos.pose.pose.position.y distance = math.sqrt(dx*dx + dy*dy) angle = math.atan2(dy, dx) # 发送控制指令,使机器人向目标位置移动 twist = Twist() twist.linear.x = 0.5 * distance # 假设机器人的最大线速度为0.5m/s twist.angular.z = 1.0 * angle # 假设机器人的最大角速度为1.0rad/s pub.publish(twist) # 到达目标位置后停止移动 if distance < 0.1: twist.linear.x = 0.0 twist.angular.z = 0.0 pub.publish(twist) break rate.sleep() 这段代码中,我们使用了ROS的通信机制,订阅了机器人的odom话题,获取机器人当前的位置信息;同时,我们也发布了机器人的运动控制指令,使机器人向目标位置移动。在每次循环中,我们都计算机器人需要移动的距离和方向,然后根据机器人的最大线速度和角速度,计算出机器人的运动控制指令并发送给机器人。当机器人到达目标位置后,我们停止机器人的运动,并退出程序。
以下是一个基于ROS的移动机器人速度规划示例代码,使用了ROS中的move_base包和navigation包: python #!/usr/bin/env python import rospy from geometry_msgs.msg import Twist, PoseStamped from nav_msgs.msg import Odometry from move_base_msgs.msg import MoveBaseAction, MoveBaseGoal import actionlib class RobotController: def __init__(self): # 初始化ROS节点 rospy.init_node('robot_controller', anonymous=True) # 订阅机器人当前位置 rospy.Subscriber('/odom', Odometry, self.odom_callback) # 初始化移动机器人的客户端 self.move_base_client = actionlib.SimpleActionClient('move_base', MoveBaseAction) self.move_base_client.wait_for_server() # 初始化机器人速度控制器 self.vel_pub = rospy.Publisher('/cmd_vel', Twist, queue_size=1) self.vel_msg = Twist() # 初始化机器人位置信息 self.current_pose = PoseStamped() def odom_callback(self, odom_msg): self.current_pose.pose = odom_msg.pose.pose def move_to_goal(self, goal_x, goal_y): # 创建目标点 goal = MoveBaseGoal() goal.target_pose.header.frame_id = "map" goal.target_pose.header.stamp = rospy.Time.now() goal.target_pose.pose.position.x = goal_x goal.target_pose.pose.position.y = goal_y goal.target_pose.pose.orientation.w = 1.0 # 发送目标点给移动机器人的客户端 self.move_base_client.send_goal(goal) # 等待机器人移动到目标点 self.move_base_client.wait_for_result() def control_robot_velocity(self, linear_x, angular_z): # 发布机器人速度控制消息 self.vel_msg.linear.x = linear_x self.vel_msg.angular.z = angular_z self.vel_pub.publish(self.vel_msg) def stop_robot(self): # 停止机器人移动 self.move_base_client.cancel_all_goals() self.control_robot_velocity(0, 0) if __name__ == '__main__': try: # 创建机器人控制器对象 controller = RobotController() # 移动机器人到指定位置 controller.move_to_goal(1.0, 1.0) # 控制机器人向左旋转 controller.control_robot_velocity(0, 0.5) rospy.sleep(2) # 停止机器人移动 controller.stop_robot() except rospy.ROSInterruptException: pass 以上代码仅供参考,具体的速度规划算法需要根据机器人的具体情况进行调整和优化。
以下是一个基于ROS的移动机器人速度平滑示例代码,使用了ROS中的PID控制器: python #!/usr/bin/env python import rospy from geometry_msgs.msg import Twist, PoseStamped from nav_msgs.msg import Odometry from move_base_msgs.msg import MoveBaseAction, MoveBaseGoal import actionlib class RobotController: def __init__(self): # 初始化ROS节点 rospy.init_node('robot_controller', anonymous=True) # 订阅机器人当前位置和速度 rospy.Subscriber('/odom', Odometry, self.odom_callback) rospy.Subscriber('/cmd_vel', Twist, self.vel_callback) # 初始化移动机器人的客户端 self.move_base_client = actionlib.SimpleActionClient('move_base', MoveBaseAction) self.move_base_client.wait_for_server() # 初始化机器人速度控制器 self.vel_pub = rospy.Publisher('/cmd_vel', Twist, queue_size=1) self.vel_msg = Twist() self.linear_speed = 0 self.angular_speed = 0 # 初始化机器人位置信息 self.current_pose = PoseStamped() def odom_callback(self, odom_msg): self.current_pose.pose = odom_msg.pose.pose def vel_callback(self, vel_msg): self.linear_speed = vel_msg.linear.x self.angular_speed = vel_msg.angular.z def move_to_goal(self, goal_x, goal_y): # 创建目标点 goal = MoveBaseGoal() goal.target_pose.header.frame_id = "map" goal.target_pose.header.stamp = rospy.Time.now() goal.target_pose.pose.position.x = goal_x goal.target_pose.pose.position.y = goal_y goal.target_pose.pose.orientation.w = 1.0 # 发送目标点给移动机器人的客户端 self.move_base_client.send_goal(goal) # 等待机器人移动到目标点 self.move_base_client.wait_for_result() def pid_control(self, error, prev_error, integral, Kp, Ki, Kd): # 计算PID控制器的输出 pid_output = Kp * error + Ki * integral + Kd * (error - prev_error) # 更新误差累积项和上一次误差 integral += error prev_error = error return pid_output, integral, prev_error def smooth_velocity(self, linear_speed, angular_speed): # 设置PID控制器的参数 Kp_linear = 1.0 Ki_linear = 0.1 Kd_linear = 0.05 Kp_angular = 1.0 Ki_angular = 0.1 Kd_angular = 0.05 # 计算线速度和角速度的误差 linear_error = linear_speed - self.linear_speed angular_error = angular_speed - self.angular_speed # 计算PID控制器的输出 linear_output, self.linear_integral, self.prev_linear_error = self.pid_control(linear_error, self.prev_linear_error, self.linear_integral, Kp_linear, Ki_linear, Kd_linear) angular_output, self.angular_integral, self.prev_angular_error = self.pid_control(angular_error, self.prev_angular_error, self.angular_integral, Kp_angular, Ki_angular, Kd_angular) # 发布平滑后的机器人速度控制消息 self.vel_msg.linear.x = self.linear_speed + linear_output self.vel_msg.angular.z = self.angular_speed + angular_output self.vel_pub.publish(self.vel_msg) def stop_robot(self): # 停止机器人移动 self.move_base_client.cancel_all_goals() self.vel_msg.linear.x = 0 self.vel_msg.angular.z = 0 self.vel_pub.publish(self.vel_msg) if __name__ == '__main__': try: # 创建机器人控制器对象 controller = RobotController() # 移动机器人到指定位置 controller.move_to_goal(1.0, 1.0) # 平滑控制机器人向左旋转 controller.smooth_velocity(0, 0.5) rospy.sleep(2) controller.stop_robot() except rospy.ROSInterruptException: pass 以上代码仅供参考,具体的速度平滑算法需要根据机器人的具体情况进行调整和优化。
以下是轮式里程计和IMU融合的C++代码示例,用于估计机器人的位姿: cpp #include <iostream> #include <Eigen/Core> #include <Eigen/Geometry> using namespace std; using namespace Eigen; // 轮式里程计模型 struct WheelOdometryModel { Vector3d predict(const Vector3d &x, const Vector2d &u, double dt) { double v = u[0], w = u[1], th = x[2]; Matrix3d G; G << 1, 0, -v / w * cos(th) + v / w * cos(th + w * dt), 0, 1, -v / w * sin(th) + v / w * sin(th + w * dt), 0, 0, 1; Vector3d x_next; x_next << x[0] - v / w * sin(th) + v / w * sin(th + w * dt), x[1] + v / w * cos(th) - v / w * cos(th + w * dt), th + w * dt; return G * x_next; } }; // IMU模型 struct IMUModel { Vector3d predict(const Vector3d &x, const Vector3d &u, double dt) { Vector3d v, w; v << u[0], u[1], u[2]; w << u[3], u[4], u[5]; Matrix3d G; G << 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1; Vector3d x_next = x + dt * G * (v - w.cross(x)); return x_next; } }; int main() { // 初始姿态 Vector3d x; x << 0, 0, 0; // 初始协方差矩阵 Matrix3d P = Matrix3d::Identity(); // 轮式里程计模型 WheelOdometryModel odom; // IMU模型 IMUModel imu; // 假设有一次轮式里程计的测量 Vector2d u_odom; u_odom << 0.1, 0.05; double dt_odom = 0.1; x = odom.predict(x, u_odom, dt_odom); P = P + Matrix3d::Identity() * 0.01; // 假设有一次IMU的测量 Vector3d u_imu; u_imu << 0.1, 0.2, 0.3; Vector3d w_imu; w_imu << 0.1, 0.2, 0.3; double dt_imu = 0.1; x = imu.predict(x, u_imu - w_imu.cross(x), dt_imu); P = P + Matrix3d::Identity() * 0.001; // 输出估计的位姿 cout << "x = " << x.transpose() << endl; cout << "P = " << endl << P << endl; return 0; } 在上述代码中,我们定义了轮式里程计模型和IMU模型,分别对应WheelOdometryModel和IMUModel结构体。predict函数用于根据当前状态和控制量预测下一时刻的状态。 在主函数中,我们定义了初始位姿和协方差矩阵,然后假设有一次轮式里程计的测量和一次IMU的测量。根据上述模型,我们可以通过调用predict函数来更新估计的位姿和协方差矩阵。 最后,我们输出估计的位姿和协方差矩阵。
ROS SLAM小车自动导航与路径规划需要编写一些代码以实现该功能。以下是大致的代码示例: 1. 创建一个ROS工作空间并初始化源代码: shell mkdir -p catkin_ws/src cd catkin_ws/src catkin_init_workspace cd .. catkin_make 2. 在src目录下创建一个包,并在该包下创建两个节点——一个用于SLAM,另一个用于自动导航: shell cd catkin_ws/src catkin_create_pkg robot_navigation rospy roscpp std_msgs nav_msgs sensor_msgs 3. 在robot_navigation包中的src目录下创建slam.py文件来实现SLAM功能: python #!/usr/bin/env python import rospy from sensor_msgs.msg import LaserScan from nav_msgs.msg import Odometry def scan_callback(msg): # 实现激光雷达扫描数据的处理 def odometry_callback(msg): # 实现里程计数据的处理 rospy.init_node('slam') rospy.Subscriber('/scan', LaserScan, scan_callback) rospy.Subscriber('/odom', Odometry, odometry_callback) rospy.spin() 4. 在robot_navigation包中的src目录下创建navigation.py文件来实现自动导航和路径规划: python #!/usr/bin/env python import rospy from nav_msgs.msg import OccupancyGrid, Path from geometry_msgs.msg import PoseStamped def map_callback(msg): # 实现地图数据的处理 def path_callback(msg): # 实现路径数据的处理 rospy.init_node('navigation') rospy.Subscriber('/map', OccupancyGrid, map_callback) rospy.Subscriber('/path', Path, path_callback) rospy.spin() 5. 分别在slam.py和navigation.py文件中添加必要的代码来完成SLAM和自动导航功能。 6. 在CMakeLists.txt文件中添加必要的依赖项,并使用catkin_make构建工作空间: cmake catkin_package( CATKIN_DEPENDS rospy roscpp std_msgs nav_msgs sensor_msgs ) 7. 运行ROS节点,启动激光雷达和里程计节点,然后分别运行SLAM和自动导航节点: shell roscore rosrun robot_navigation slam.py rosrun robot_navigation navigation.py 以上是一个简单的示例,具体的实现可能会根据具体需求和硬件设备的不同而有所变化。
EKF(Extended Kalman Filter)是一种常用的传感器数据融合算法,用于将多个传感器的测量结果进行联合估计,以获得更准确、稳定的状态估计值。 在融合Odom(里程计)和IMU(惯性测量单元)数据时,EKF可以用来校正和补偿两者的测量误差和漂移问题。Odom通常用于测量机器人的运动速度和位移,但由于累计误差和轮胎滑动等问题,其测量结果可能不够准确。IMU则可以提供机器人的加速度和角速度信息,但长时间使用会导致积分漂移问题。 为了融合这两种传感器的数据,首先需要建立它们之间的状态方程和观测方程。状态方程描述了系统的动态演化规律,观测方程描述了测量结果与真实状态之间的关系。 在EKF中,状态方程和观测方程通常采用非线性的形式。然后通过状态预测和观测更新两个步骤,不断迭代地更新状态估计值。状态预测通过使用IMU测量结果来更新机器人的位置和姿态估计值,同时考虑机器人的运动模型和环境因素。观测更新则使用Odom测量结果来修正状态估计值,以补偿Odom的累计误差。 通过将Odom和IMU数据融合,可以充分利用它们各自的优势,提高机器人的定位和导航性能。由于EKF对非线性问题的适应能力较强,能够处理IMU的积分漂移和Odom的累计误差问题,因此在实际应用中被广泛使用。 总而言之,通过EKF融合Odom和IMU数据,可以实现更精确、稳定的机器人状态估计和导航功能,并提高机器人在复杂环境中的定位精度和鲁棒性。

最新推荐

安全文明监理实施细则_工程施工土建监理资料建筑监理工作规划方案报告_监理实施细则.ppt

安全文明监理实施细则_工程施工土建监理资料建筑监理工作规划方案报告_监理实施细则.ppt

"REGISTOR:SSD内部非结构化数据处理平台"

REGISTOR:SSD存储裴舒怡,杨静,杨青,罗德岛大学,深圳市大普微电子有限公司。公司本文介绍了一个用于在存储器内部进行规则表达的平台REGISTOR。Registor的主要思想是在存储大型数据集的存储中加速正则表达式(regex)搜索,消除I/O瓶颈问题。在闪存SSD内部设计并增强了一个用于regex搜索的特殊硬件引擎,该引擎在从NAND闪存到主机的数据传输期间动态处理数据为了使regex搜索的速度与现代SSD的内部总线速度相匹配,在Registor硬件中设计了一种深度流水线结构,该结构由文件语义提取器、匹配候选查找器、regex匹配单元(REMU)和结果组织器组成。此外,流水线的每个阶段使得可能使用最大等位性。为了使Registor易于被高级应用程序使用,我们在Linux中开发了一组API和库,允许Registor通过有效地将单独的数据块重组为文件来处理SSD中的文件Registor的工作原

typeerror: invalid argument(s) 'encoding' sent to create_engine(), using con

这个错误通常是由于使用了错误的参数或参数格式引起的。create_engine() 方法需要连接数据库时使用的参数,例如数据库类型、用户名、密码、主机等。 请检查你的代码,确保传递给 create_engine() 方法的参数是正确的,并且符合参数的格式要求。例如,如果你正在使用 MySQL 数据库,你需要传递正确的数据库类型、主机名、端口号、用户名、密码和数据库名称。以下是一个示例: ``` from sqlalchemy import create_engine engine = create_engine('mysql+pymysql://username:password@hos

数据库课程设计食品销售统计系统.doc

数据库课程设计食品销售统计系统.doc

海量3D模型的自适应传输

为了获得的目的图卢兹大学博士学位发布人:图卢兹国立理工学院(图卢兹INP)学科或专业:计算机与电信提交人和支持人:M. 托马斯·福吉奥尼2019年11月29日星期五标题:海量3D模型的自适应传输博士学校:图卢兹数学、计算机科学、电信(MITT)研究单位:图卢兹计算机科学研究所(IRIT)论文主任:M. 文森特·查维拉特M.阿克塞尔·卡里尔报告员:M. GWendal Simon,大西洋IMTSIDONIE CHRISTOPHE女士,国家地理研究所评审团成员:M. MAARTEN WIJNANTS,哈塞尔大学,校长M. AXEL CARLIER,图卢兹INP,成员M. GILLES GESQUIERE,里昂第二大学,成员Géraldine Morin女士,图卢兹INP,成员M. VINCENT CHARVILLAT,图卢兹INP,成员M. Wei Tsang Ooi,新加坡国立大学,研究员基于HTTP的动态自适应3D流媒体2019年11月29日星期五,图卢兹INP授予图卢兹大学博士学位,由ThomasForgione发表并答辩Gilles Gesquière�

1.创建以自己姓名拼音缩写为名的数据库,创建n+自己班级序号(如n10)为名的数据表。2.表结构为3列:第1列列名为id,设为主键、自增;第2列列名为name;第3列自拟。 3.为数据表创建模型,编写相应的路由、控制器和视图,视图中用无序列表(ul 标签)呈现数据表name列所有数据。 4.创建视图,在表单中提供两个文本框,第一个文本框用于输入以上数据表id列相应数值,以post方式提交表单。 5.控制器方法根据表单提交的id值,将相应行的name列修改为第二个文本框中输入的数据。

步骤如下: 1. 创建数据库和数据表 创建名为xny_n10的数据表,其中xny为姓名拼音缩写,n10为班级序号。 ``` CREATE DATABASE IF NOT EXISTS xny_n10; USE xny_n10; CREATE TABLE IF NOT EXISTS xny_n10 ( id INT(11) PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, name VARCHAR(50), column3 VARCHAR(50) ); ``` 2. 创建模型 在app/Models目录下创建XnyN10.php文件,定义XnyN10模型类,继承自I

液压推板式隧道电阻炉计算机监控设计毕业设计.doc

液压推板式隧道电阻炉计算机监控设计毕业设计.doc

HAL多学科开放获取档案库的作用及代理重加密和认证委托的研究

0HAL编号:tel-038172580https://theses.hal.science/tel-038172580提交日期:2022年10月17日0HAL是一个多学科开放获取档案库,用于存储和传播科学研究文档,无论其是否发表。这些文档可以来自法国或国外的教育和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。0HAL多学科开放获取档案库旨在存储和传播法国或国外的教育和研究机构、公共或私人实验室发表或未发表的研究文档。0代理重加密和认证委托的贡献0Anass Sbai0引用此版本:0Anass Sbai. 代理重加密和认证委托的贡献. 离散数学[cs.DM]. 皮卡第朱尔大学, 2021. 法语. �NNT:2021AMIE0032�. �tel-03817258�0博士学位论文0专业“计算机科学”0提交给科技与健康学院博士学位学校0皮卡第朱尔大学0由0Anass SBAI0获得皮卡第朱尔大学博士学位0代理重加密和认证委托的贡献0于2021年7月5日,在评审人的意见后,面向考试委员会进行

c++输入若干不同的整数构成的升序序列,请编写一个程序,找出序列中有多少个数是序列中其他两个数的平均值要求使用算法,使计算量最小,计算时间最短

算法思路: 1. 先将输入的升序序列存储到vector<int>中 2. 枚举每个数,以该数为平均数,查找序列中是否存在两个数的平均值等于该数 3. 可以采用双指针法,从序列的两端开始查找,如果两个指针所指的数的平均值大于目标数,则右指针左移;如果平均值小于目标数,则左指针右移;如果平均值等于目标数,则找到一个符合条件的数 4. 计数器加1,继续枚举下一个数 代码实现如下: ```c++ #include<iostream> #include<vector> using namespace std; int main() { int n; cin >> n;

基于jsp的景区票务系统源码数据库论文.doc

基于jsp的景区票务系统源码数据库论文.doc